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11.在一次科技实践活动中，小明需要利用滑轮组将一个质量为120kg的实验设备匀速提升（不计滑轮自身重力和摩擦）.已知提升设备的绳子是由一种新型材料制成，该材料能承受的最大拉力为300N，g取10N/kg.则所用滑轮中至少使用 （
A.一个定滑轮、一个动滑轮
B.一个定滑轮、两个动滑轮
C.两个定滑轮、一个动滑轮
D.两个定滑轮、两个动滑轮
B
）A.一个定滑轮、一个动滑轮
B.一个定滑轮、两个动滑轮
C.两个定滑轮、一个动滑轮
D.两个定滑轮、两个动滑轮
答案
11.B
解析
【分析】首先计算实验设备的重力，再根据滑轮组拉力公式求出所需承担物重的绳子段数，最后结合滑轮组中动、定滑轮数量与绳子段数的关系，判断满足拉力要求的最少滑轮组合。解题思路：1. 利用重力公式计算设备总重力；2. 根据不计滑轮重和摩擦时的拉力公式，推导所需绳子段数的最小值；3. 分析各选项滑轮组合能提供的最大绳子段数，选出符合要求的最少组合。
【解析】1. 计算设备重力：$ G = mg = 120kg × 10N/kg = 1200N $；2. 不计滑轮自身重力和摩擦时，滑轮组拉力公式为$ F = \frac{G}{n} $（$ n $为承担物重的绳子段数），已知绳子最大拉力$ F_{max}=300N $，则需要的绳子段数$ n ≥ \frac{G}{F_{max}} = \frac{1200N}{300N}=4 $；3. 分析选项：A选项（1定1动）最多提供$ n=3 $，此时拉力$ F=\frac{1200N}{3}=400N＞300N $，不符合；B选项（1定2动）最多提供$ n=4 $，此时拉力$ F=\frac{1200N}{4}=300N $，刚好等于最大拉力，符合要求；C选项（2定1动）最多提供$ n=3 $，拉力超过最大值，不符合；D选项（2定2动）虽满足，但不是最少滑轮组合。
【答案】B
【知识点】滑轮组拉力计算、滑轮组的组成
【点评】本题考查滑轮组的实际应用，核心是理解承担物重的绳子段数与拉力的关系，需结合滑轮数量分析绳子段数，属于初中物理基础应用题，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】1. 计算设备重力：$ G = mg = 120kg × 10N/kg = 1200N $；2. 不计滑轮自身重力和摩擦时，滑轮组拉力公式为$ F = \frac{G}{n} $（$ n $为承担物重的绳子段数），已知绳子最大拉力$ F_{max}=300N $，则需要的绳子段数$ n ≥ \frac{G}{F_{max}} = \frac{1200N}{300N}=4 $；3. 分析选项：A选项（1定1动）最多提供$ n=3 $，此时拉力$ F=\frac{1200N}{3}=400N＞300N $，不符合；B选项（1定2动）最多提供$ n=4 $，此时拉力$ F=\frac{1200N}{4}=300N $，刚好等于最大拉力，符合要求；C选项（2定1动）最多提供$ n=3 $，拉力超过最大值，不符合；D选项（2定2动）虽满足，但不是最少滑轮组合。
【答案】B
【知识点】滑轮组拉力计算、滑轮组的组成
【点评】本题考查滑轮组的实际应用，核心是理解承担物重的绳子段数与拉力的关系，需结合滑轮数量分析绳子段数，属于初中物理基础应用题，难度适中。
【难度系数】0.5
12.如图所示，汽车陷入烂泥中，附近有一棵大树，车上有滑轮两个，绳子一根，如何用最小的力把汽车拉出来？在图中画出滑轮组的绕法.
F=$\frac{G}{2}$
F=$\frac{G}{3}$
F=$\frac{G}{4}$
F=$\frac{G}{5}$
F=$\frac{G}{2}$
F=$\frac{G}{3}$
F=$\frac{G}{4}$
F=$\frac{G}{5}$
答案
12.如答图所示
解析
【分析】要最小的力拉出汽车，需利用滑轮组省力，核心是确定动滑轮上承担拉力的绳子段数。图中两个滑轮，固定在树上的为定滑轮，与汽车相连的为动滑轮；要使拉力最小，需让动滑轮上的绳子段数最多，两个滑轮最多可使段数n=3，此时拉力为物重的1/3，是最小的力。
【解析】绕绳方法：将绳子的一端固定在左侧定滑轮的挂钩上，接着向右绕过右侧的动滑轮，再向左绕过左侧的定滑轮，此时动滑轮上有3段绳子承担汽车的拉力，根据滑轮组拉力公式F=G/n（n为承担拉力的绳子段数），可得最小拉力F=G/3，对应绕法如答图所示。
【答案】如答图所示
【知识点】滑轮组、滑轮应用、拉力计算
【点评】本题考查滑轮组的绕制与省力计算，需掌握滑轮组省力原理，确定动滑轮上的绳子段数，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】绕绳方法：将绳子的一端固定在左侧定滑轮的挂钩上，接着向右绕过右侧的动滑轮，再向左绕过左侧的定滑轮，此时动滑轮上有3段绳子承担汽车的拉力，根据滑轮组拉力公式F=G/n（n为承担拉力的绳子段数），可得最小拉力F=G/3，对应绕法如答图所示。
【答案】如答图所示
【知识点】滑轮组、滑轮应用、拉力计算
【点评】本题考查滑轮组的绕制与省力计算，需掌握滑轮组省力原理，确定动滑轮上的绳子段数，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
13. 图中滑轮重及摩擦不计，请按题目所给出的F与G的关系，在图中画出各滑轮组的绕绳方法。
答案
13.如答图所示
解析
【分析】要画出滑轮组的绕绳方法，需根据不计滑轮重及摩擦时的省力公式$F=\frac{G}{n}$，确定承担物重的绳子段数$n$，再遵循“奇动偶定”的绕绳原则：当$n$为奇数时，绳子起始端系在动滑轮的挂钩上；当$n$为偶数时，绳子起始端系在定滑轮的挂钩上，依次绕绳即可。
【解析】1. 第一个滑轮组：由$F=\frac{G}{2}$得$n=2$（偶数），绳子起始端系在定滑轮挂钩，向下绕过动滑轮，再向上绕回定滑轮，拉力向下；
2. 第二个滑轮组：由$F=\frac{G}{3}$得$n=3$（奇数），绳子起始端系在动滑轮挂钩，向上绕过定滑轮，再向下绕回动滑轮，拉力向上；
3. 第三个滑轮组：由$F=\frac{G}{4}$得$n=4$（偶数），绳子起始端系在定滑轮挂钩，依次绕过动滑轮、定滑轮，拉力向下；
4. 第四个滑轮组：由$F=\frac{G}{5}$得$n=5$（奇数），绳子起始端系在动滑轮挂钩，依次绕过定滑轮、动滑轮，拉力向上。
【答案】如答图所示
【知识点】滑轮组绕绳、滑轮组省力规律
【点评】本题考查滑轮组绕绳方法，核心是利用“奇动偶定”原则结合省力公式确定绕线方式，属于基础应用题型。
【难度系数】0.6
【解析】1. 第一个滑轮组：由$F=\frac{G}{2}$得$n=2$（偶数），绳子起始端系在定滑轮挂钩，向下绕过动滑轮，再向上绕回定滑轮，拉力向下；
2. 第二个滑轮组：由$F=\frac{G}{3}$得$n=3$（奇数），绳子起始端系在动滑轮挂钩，向上绕过定滑轮，再向下绕回动滑轮，拉力向上；
3. 第三个滑轮组：由$F=\frac{G}{4}$得$n=4$（偶数），绳子起始端系在定滑轮挂钩，依次绕过动滑轮、定滑轮，拉力向下；
4. 第四个滑轮组：由$F=\frac{G}{5}$得$n=5$（奇数），绳子起始端系在动滑轮挂钩，依次绕过定滑轮、动滑轮，拉力向上。
【答案】如答图所示
【知识点】滑轮组绕绳、滑轮组省力规律
【点评】本题考查滑轮组绕绳方法，核心是利用“奇动偶定”原则结合省力公式确定绕线方式，属于基础应用题型。
【难度系数】0.6
14.体重为600N的小明,用如图所示的滑轮组在10s内将一个质量为40kg的木箱从水平地面匀速提高2m,所用的拉力为250N,不计绳重和摩擦.(g取10N/kg)在这个过程中:
(1)求绳子自由端移动的速度.
(2)求动滑轮的重力.
(3)若绳子能承受的最大拉力为700N,求小明按图中方式拉绳能提起的最大物体的重力.
(1)求绳子自由端移动的速度.
(2)求动滑轮的重力.
(3)若绳子能承受的最大拉力为700N,求小明按图中方式拉绳能提起的最大物体的重力.
答案
14.解:(1)由题图知,承担物重的绳子股数n=2,
绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m,
绳子自由端移动的速度v=s/t=4m/10s=0.4m/s.
(2)木箱的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N,
不计绳重和摩擦,拉力F=1/n(G+G动),则动滑轮的重力
G动=nF-G=2×250N-400N=100N.
(3)因为小明的重力为600N,绳子能承受的最大拉力为700N,所以人能施加的最大拉力F最大=G小明=600N.
不计绳重和摩擦,最大拉力F最大=1/n(G最大+G动),则小明按图中方式拉绳能提起的最大物体的重力
G最大=nF最大-G动=2×600N-100N=1100N.
绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m,
绳子自由端移动的速度v=s/t=4m/10s=0.4m/s.
(2)木箱的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N,
不计绳重和摩擦,拉力F=1/n(G+G动),则动滑轮的重力
G动=nF-G=2×250N-400N=100N.
(3)因为小明的重力为600N,绳子能承受的最大拉力为700N,所以人能施加的最大拉力F最大=G小明=600N.
不计绳重和摩擦,最大拉力F最大=1/n(G最大+G动),则小明按图中方式拉绳能提起的最大物体的重力
G最大=nF最大-G动=2×600N-100N=1100N.
解析
【分析】
要解决这道滑轮组问题，首先确定承担物重的绳子股数n=2；第(1)问需先算出绳子自由端移动的距离s=nh，再根据速度公式v=s/t求速度；第(2)问利用不计绳重和摩擦时拉力与物重、动滑轮重的关系F=(G+G动)/n，变形后计算动滑轮重力；第(3)问中，小明的拉力不能超过自身重力（否则会被拉起），结合滑轮组拉力公式计算最大物重。
【解析】
解：(1)由题图可知，承担物重的绳子股数n=2，
绳子自由端移动的距离：s = nh = 2×2m = 4m，
绳子自由端移动的速度：v = s/t = 4m/10s = 0.4m/s。
(2)木箱的重力：G = mg = 40kg×10N/kg = 400N，
不计绳重和摩擦，拉力F = (G + G动)/n，
则动滑轮的重力：G动 = nF - G = 2×250N - 400N = 100N。
(3)小明的重力为600N，绳子能承受的最大拉力为700N，因此人能施加的最大拉力F最大 = G小明 = 600N（若超过此拉力，小明会被绳子拉起），
不计绳重和摩擦，F最大 = (G最大 + G动)/n，
则能提起的最大物体重力：G最大 = nF最大 - G动 = 2×600N - 100N = 1100N。
【答案】
(1)0.4m/s；(2)100N；(3)1100N
【知识点】
滑轮组计算、重力计算、速度计算
【点评】
本题考查滑轮组的基础应用，核心是确定承担物重的绳子股数，掌握不计绳重摩擦时拉力与物重、动滑轮重的关系，同时注意最大拉力受人体重力限制，属于常规基础题，需准确分析条件。
【难度系数】
0.7
要解决这道滑轮组问题，首先确定承担物重的绳子股数n=2；第(1)问需先算出绳子自由端移动的距离s=nh，再根据速度公式v=s/t求速度；第(2)问利用不计绳重和摩擦时拉力与物重、动滑轮重的关系F=(G+G动)/n，变形后计算动滑轮重力；第(3)问中，小明的拉力不能超过自身重力（否则会被拉起），结合滑轮组拉力公式计算最大物重。
【解析】
解：(1)由题图可知，承担物重的绳子股数n=2，
绳子自由端移动的距离：s = nh = 2×2m = 4m，
绳子自由端移动的速度：v = s/t = 4m/10s = 0.4m/s。
(2)木箱的重力：G = mg = 40kg×10N/kg = 400N，
不计绳重和摩擦，拉力F = (G + G动)/n，
则动滑轮的重力：G动 = nF - G = 2×250N - 400N = 100N。
(3)小明的重力为600N，绳子能承受的最大拉力为700N，因此人能施加的最大拉力F最大 = G小明 = 600N（若超过此拉力，小明会被绳子拉起），
不计绳重和摩擦，F最大 = (G最大 + G动)/n，
则能提起的最大物体重力：G最大 = nF最大 - G动 = 2×600N - 100N = 1100N。
【答案】
(1)0.4m/s；(2)100N；(3)1100N
【知识点】
滑轮组计算、重力计算、速度计算
【点评】
本题考查滑轮组的基础应用，核心是确定承担物重的绳子股数，掌握不计绳重摩擦时拉力与物重、动滑轮重的关系，同时注意最大拉力受人体重力限制，属于常规基础题，需准确分析条件。
【难度系数】
0.7
15.(2025·海安期末)用图示滑轮组匀速提升不同的重物,不计绳重和摩擦,人拉绳的力与滑轮组对重物施加的力的比值为M.则下列描述拉力F与物重G、M与物重的倒数$G^{-1}$的关系图线中,可能正确的是 (
D
)答案
15.D
解析
【分析】首先确定滑轮组的绳子段数，再结合不计绳重摩擦时的滑轮组拉力公式推导F与G的关系，进而推导M与$G^{-1}$的关系，据此判断对应图像。
【解析】1. 确定滑轮组绳子段数：由题图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数$n=3$。
2. 推导拉力F与物重G的关系：不计绳重和摩擦，拉力公式为$F=\frac{G+G_{动}}{n}=\frac{G+G_{动}}{3}$，可见F与G是一次函数关系，且当$G=0$时，$F=\frac{G_{动}}{3}≠0$，因此F-G图像不是过原点的直线，排除A、B。
3. 推导M与$G^{-1}$的关系：题目中$M=\frac{F}{滑轮组对重物的力}$，匀速提升时滑轮组对重物的力等于物重G，故$M=\frac{F}{G}$。将$F=\frac{G+G_{动}}{3}$代入得：$M=\frac{G+G_{动}}{3G}=\frac{1}{3}+\frac{G_{动}}{3}· G^{-1}$，这是关于$G^{-1}$的一次函数，斜率为正、纵轴截距为正，对应图像为过纵轴正半轴的直线，排除C，故正确选项为D。
【答案】D
【知识点】滑轮组拉力计算、函数图像分析
【点评】本题结合滑轮组拉力公式与函数图像，需推导物理量间的关系式，判断图像的形状和截距，考查学生的逻辑推导能力。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定滑轮组绳子段数：由题图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数$n=3$。
2. 推导拉力F与物重G的关系：不计绳重和摩擦，拉力公式为$F=\frac{G+G_{动}}{n}=\frac{G+G_{动}}{3}$，可见F与G是一次函数关系，且当$G=0$时，$F=\frac{G_{动}}{3}≠0$，因此F-G图像不是过原点的直线，排除A、B。
3. 推导M与$G^{-1}$的关系：题目中$M=\frac{F}{滑轮组对重物的力}$，匀速提升时滑轮组对重物的力等于物重G，故$M=\frac{F}{G}$。将$F=\frac{G+G_{动}}{3}$代入得：$M=\frac{G+G_{动}}{3G}=\frac{1}{3}+\frac{G_{动}}{3}· G^{-1}$，这是关于$G^{-1}$的一次函数，斜率为正、纵轴截距为正，对应图像为过纵轴正半轴的直线，排除C，故正确选项为D。
【答案】D
【知识点】滑轮组拉力计算、函数图像分析
【点评】本题结合滑轮组拉力公式与函数图像，需推导物理量间的关系式，判断图像的形状和截距，考查学生的逻辑推导能力。
【难度系数】0.5
